Obciążenie mutacjami nowotworowymi u pacjentów z rakiem płuca (MUBULUC)

1. Aktualna wiedza na temat badanej dziedziny

   Dowody kliniczne wskazują, że leczenie środkami blokującymi immunologiczne punkty kontrolne (ICB) przynosi korzyści pacjentom z wieloma typami nowotworów. Konieczne jest jednak opracowanie biomarkerów prognostycznych, aby zidentyfikować pacjentów, u których istnieje największe prawdopodobieństwo odpowiedzi na immunoterapię.

   Pojawiającym się biomarkerem odpowiedzi na immunoterapię jest całkowita liczba mutacji obecnych w próbce guza. Ten biomarker nosi nazwę obciążenia mutacją lub obciążenia mutacją guza (TMB). Wysunięto hipotezę, że wysoce zmutowane nowotwory z większym prawdopodobieństwem zawierają neoantygeny, na które ukierunkowane są aktywowane komórki odpornościowe. Wykazano, że ta metryka, na którą pozwoliły ostatnie postępy w technologiach sekwencjonowania nowej generacji (NGS), w szczególności sekwencjonowaniu całego egzomu (WES) i sekwencjonowaniu RNA (RNA-seq), w kilku typach nowotworów koreluje z odpowiedzią pacjenta na ICB. Rzeczywiście, TMB zostało skorelowane z korzyściami klinicznymi terapii anty-PD-1 i anty-CTLA-4 w różnych typach nowotworów, w tym czerniaku złośliwym (Snyder i in., 2014; Van Allen i in., 2015) z progiem ponad 100 niesynonimicznych wariantów pojedynczego nukleotydu (nsSNV) na egzom, niedrobnokomórkowy rak płuca (NSCLC) (Rizvi i in., 2015) z progiem zdefiniowanym jako wyższy niż 178 nsSNV na egzom i kilka niedoborów naprawy DNA nowotwory (Howitt i in., 2015; Le i in., 2015, 2017). Niedawne badanie prospektywnie potwierdziło, że PFS wśród pacjentów z dużym obciążeniem mutacjami nowotworowymi był znacznie dłuższy w przypadku niwolumabu z ipilimumabem niż w przypadku chemioterapii w NSCLC (Hellmann i wsp., 2018). Ogólnie sugeruje się bezpośredni związek między niedoborem naprawy DNA, krajobrazem mutacji, przewidywanym ładunkiem neoantygenu i aktywnością kliniczną ICB.

   TMB zdefiniowano jako liczbę mutacji somatycznych, kodujących, podstawień zasad i indel na megabazę badanego genomu. Wszystkie substytucje zasad i indele w regionie kodującym docelowych genów. Wykazano, że TMB obliczony za pomocą testu panelu genów raka (CGP) dobrze zgadza się z pomiarami obciążenia mutacją całego egzomu (Chalmers i in., 2017). Wskazuje to, że CGP, celując w cały region kodujący kilkuset genów, obejmuje wystarczający rozmiar genomu, aby dokładnie ocenić obciążenie mutacyjne WES. Stwierdzono, że odfiltrowanie zmian linii zarodkowej i rzadkich wariantów było ważne dla uzyskania dokładnych pomiarów TMB, co będzie szczególnie ważne w przypadku pacjentów ze środowisk etnicznych, które nie są dobrze reprezentowane w zbiorach danych sekwencjonowania. Odkrycia te wskazują, że CGP jest dokładnym, opłacalnym i klinicznie dostępnym narzędziem do pomiaru TMB. Wyniki analizy próbkowania w dół pokazują, że zmienność pomiaru spowodowana próbkowaniem podczas sekwencjonowania 1,1 Mb jest akceptowalnie niska, co skutkuje bardzo dokładnym wywołaniem TMB w zakresie poziomów TMB. Ta zmienność próbkowania wzrasta wraz ze spadkiem liczby sekwencjonowanych megabaz, zwłaszcza przy niższych poziomach TMB. Chociaż ukierunkowane CGP można wykorzystać do dokładnej oceny TMB, obecnie nie nadaje się ono do identyfikacji neoantygenów, które mogą występować w dowolnym genie. Niemniej jednak wpływ teragnostyczny TMB został również określony za pomocą ukierunkowanego CGP w teście FoundationOne CDx (Hellmann i in., 2018).

   Niepowodzenie w ocenie TMB może wystąpić na różnych etapach procesu analitycznego. Może to być pobranie próbki o niskim poziomie DNA (5-10%). Przetwarzanie NGS w zależności od metody może prowadzić do awarii procesu około 2-3%. I wreszcie, kuracja bioinformatyczna doprowadzi do 3-5% niepowodzeń. Na koniec TMB będzie nieokreślony ze współczynnikiem ścierania na poziomie 15% próbek (komunikat osobisty Fundacji Medycyny).

   Wdrożenie oceny obciążenia mutacjami nowotworowymi w perspektywie ogólnokrajowej jest wyzwaniem i należy podjąć duże wysiłki. Niezależnie od metody, WES czy dużego CGP, pomiary TMB zmienią skalę sekwencjonowania genów na platformach molekularnych.

   Ważne jest, aby platformy, na których zostanie wdrożony pomiar obciążenia mutacjami nowotworowymi, mogły skalibrować swoje CGP i porównać je ze standardowym odniesieniem do pomiaru TMB. Ponadto, przy ograniczonej ilości DNA, zastosowana metoda musi dawać wiarygodne wyniki dla większości próbek. Platformy muszą również wdrożyć swoje procesy mokrej ławki i potok bioinformatyczny, aby móc wytworzyć TMB w czasie zgodnym z zarządzaniem pacjentami klinicznymi.

2. Opis populacji uczestników badania oraz uzasadnienie wyboru uczestników

   Jak wspomniano powyżej, wydaje się, że TMB jest ważnym markerem skuteczności ICB. Dlatego ważne jest wdrożenie pomiaru TMB na poziomie ogólnokrajowym, aby zapewnić równy dostęp do ICB.

   Francuski Narodowy Instytut Raka (INCa) wyznaczył platformy molekularne odpowiedzialne za różne testy molekularne, które powinny ustanowić swoje procesy, aby móc stawić czoła temu nowemu testowi. To badanie ma na celu przetestowanie różnych metod CGP w celu oceny obciążenia mutacją guza w raku płuca w celu porównania różnych metod i zidentyfikowania wad i niepowodzeń różnych metod. Wyniki tego badania powinny pozwolić oszacować potrzeby wdrożenia TMB na poziomie ogólnopolskim, zarekomendować panele genów nowotworowych, zaproponować walidowane potoki bioinformatyczne i ostatecznie zarekomendować procesy przedanalityczne w celu zmniejszenia wskaźnika awaryjności testów.

   W tym celu badanie to określi TMB u pacjentów z rakiem płuc. Zrekrutowanych zostanie 200 pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuca (NSCLC) i wcześniej nieleczonych.

   Rekrutowane będą trzy kohorty:

   • 100 pacjentów zostanie włączonych bez resekcji i określimy TMB na próbce biopsyjnej

   • 100 pacjentów zostanie włączonych po chirurgicznej resekcji guza, a my określimy TMB na wyciętej próbce

     • W ramach tej kohorty TMB zostanie ocenione zarówno na próbce biopsyjnej, jak i na wyciętej próbce dla 20 pacjentów. 200 pacjentów zostanie włączonych do przeprowadzenia analizy 220 TMB.

   Witryny uczestniczące to duże platformy, które zostały wybrane na podstawie ich zdolności do wdrażania nowych testów i które mają wszelkie udogodnienia do prowadzenia opisanych badań. Pacjenci włączeni do tego badania będą odpowiadać tym, którzy otrzymają inhibitory immunologicznego punktu kontrolnego w trakcie swojej choroby. To badanie jest badaniem nieinterwencyjnym, ponieważ nie zmieni opieki klinicznej nad pacjentami. Próbki tkanek zostaną pobrane podczas procedury klinicznej niezbędnej do opieki nad pacjentem. Badanie zostanie zaproponowane pacjentom po sprawdzeniu, czy tkanki zostały pobrane w sposób zgodny z niniejszym badaniem. Pobrany zostanie tylko materiał guza i DNA linii zarodkowej.

   Wybrani pacjenci będą zbliżeni do tych, którzy otrzymują ICB, a populacja docelowa zostanie wzbogacona o pacjentów, którzy zostali poddani resekcji chirurgicznej, aby móc mieć wystarczającą liczbę tkanek do porównania w tych próbkach różnych metod oceny TMB, a także porównania przedoperacyjnego biopsje i preparaty chirurgiczne.

3. Opis badanego elementu lub elementów

Badane elementy to TMB pacjentów z NSCLC. Oceniony zostanie współczynnik ścierania (liczba przypadków bez wyniku) w oszacowaniu TMB. Złotym standardem określania TMB jest WES, ponieważ obejmuje wszystkie regiony kodujące. Opisano kilka innych metod panelu genów raka (CGP) w oparciu o sekwencjonowanie paneli genów raka. CGP uwzględnione w tym badaniu będzie panelem firmy Illumina (TS500), Thermofisher (Oncomine Tumor Mutation Load Assay), domowym panelem z technologią Agilent (Dedicated XT HS) i lekiem Foundation F1 CDx. Uznaje się, że rozmiar paneli genów raka powinien być bliski 1 Mb, aby móc wiarygodnie zmierzyć TMB w różnych typach raka.

Różne metody pomiaru TMB zostaną porównane w tej serii na NSCLC w celu walidacji różnych CGP dostępnych na rynku lub w różnych platformach INCa. Modelowanie bioinformatyczne spróbuje skorelować wyniki TMB z WES i CGP. W tym celu, na podstawie wyników obciążenia mutacją obliczonego z wyników WES, wyniki obciążenia mutacjami zostaną ekstrapolowane na podstawie losowej selekcji 1000 genów powtórzonej 1000 razy. Średnia współczynnika korelacji (R2) między obciążeniem mutacjami guza obliczona przez sekwencjonowanie całego egzomu i przez różne panele losowych genów wynosi 0,88 IQR [0,84-0,91] pokazując, że wybór genów do oszacowania TMB powinien być dokładnie oceniony przed zastosowaniem w praktyce klinicznej (wyniki niepublikowane). Materiał, który zostanie zebrany w trakcie badań, pozwoli określić działanie CGP zaimplementowanego w platformach biologii molekularnej.